周怡琳 Michael Pecht

（1. 北京邮电大学自动化学院 北京 100876 2. 美国马里兰大学CALCE电子产品和系统中心 美国 20742）

1 引言

2003年欧盟颁布了“关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质指令”（RoHS）[1]。这项立法冲击了全球的电路板制造业，多种无铅材料被采用作为电路板铜箔的表面保护层，其中浸银面层由于其极好的导电性、高速信号下的适用性、中等的制造成本而被广泛使用[2-4]。然而最近发现使用浸银电路板的计算机在高硫环境中失效率很高。研究发现由于在电路板的通孔内部浸银层覆盖不全，底层铜暴露被腐蚀，腐蚀产物蔓延造成线间短路[5]，如图1所示。很多工业环境会释放硫，如使用粘土进行汽车模型制造的工作室、使用硫进行漂白的造纸厂、使用含硫的地热源的发电厂等等。

图1 在设计汽车的粘土模型中心使用了约1.5个月的浸银计算机主板表面发生了严重的蔓延腐蚀[5]Fig.1 Creep corrosion on this PCB is heavy, which is used at a clay modeling center to design transportation products for approximately 1.5 months

为更好地研究硫化环境下浸银面层的蔓延腐蚀机理和评估其抗腐蚀能力，很多企业试图研发新的腐蚀测试方法。Cullen[6]把 1%的盐酸和 0.1g/l的硫化钠混合生成 H2S形成一个“硫室”，以促使不同的表面材料产生蔓延腐蚀。他还尝试使用混合流动气体实验箱模拟III级污染环境水平，但必须增大湿度到93%产生水的凝聚，蔓延腐蚀才能发生。Xu[7]采用ISA标准与G2水平等效的混合流动气体实验激发蔓延腐蚀。Schueller[8]选择含硫粘土加热模拟实际硫化环境。但对蔓延腐蚀程度的评估只局限于腐蚀物形貌的定性对比。

本文尝试采用含硫粘土腐蚀的方法，研究浸银面层在高硫环境下的失效现象和机理，同时探讨采用蔓延腐蚀概率和腐蚀物长度统计的方法来定量评估浸银电路板抗蔓延腐蚀可靠性。……